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牙齿根裂包括牙根纵裂以及由于咬合、根管治疗等导致产生的隐裂、微裂。临床上,微裂纹的传播可能导致根系垂直断裂,出现其他的牙周疾病,导致需要拔牙治疗。因此早期诊断牙齿微裂纹并得到及时治疗则显得尤为重要。由于根裂早期发病部位隐蔽,早期症状不典型,临床表现差异较大,发病位置很难被定位,容易被漏诊误诊,缺乏有效的治疗手段,是目前临床诊治的难点。目前临床上最常用的诊断根裂的辅助手段是三维锥形束计算机断层扫描(Cone Beam Computed Tomography,CBCT),其存在很多限制:辐射风险,检查根裂灵敏度较低,分辨率较低(CBCT分辨率在76μm以上,根裂宽度在50μm以上诊断效力较好)以及伪影较多等,图像质量及诊断效力受到很大影响。因此探索无创、高分辨率且能够穿透根管内壁实时定位探测到牙齿组织内部结构的技术来辅助诊断早期根裂以及根管治疗后的评判具有重要的临床意义。本研究旨在搭建适用于根管内窥成像的1310nm高速三维扫频光学相干层析成像(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)系统,设计研制出基于GRIN透镜的内窥探头。使用搭建的扫频光学相干层析成像系统和光纤探头组合研究扫频OCT系统应用于人工模拟牙齿微小根裂的诊断效力和临床应用限制。主要研究内容及成果如下:设计并搭建的1310nm根管内窥扫频OCT影像系统。采用的扫频光源中心波长为1310.5nm,扫频速率为100.16kHz,波长调谐范围为140.1nm,平均光功率为32.8Mw;干涉光路采用光纤型马赫-曾德尔干涉仪,简单易调节,稳定不易受环境干扰;干涉光谱信号采用平衡差分探测器采集,在抑制共模噪声的同时使得系统信噪比提高约一倍。采集信号的算法处理过程,主要包括去直流项噪声、光谱标定、光谱整形、色散补偿和傅里叶变换等。所搭建系统参数为:理论轴向分辨率为5.4μm,实验测得为7.1μm,动态范围为62.9dB,空气中理论成像深度为6.3mm。设计并研制基于GRIN透镜技术的光纤内窥导管。探头的光导部分主要由单模光纤、自聚焦光纤和偏转棱镜组成,光导部分是通过光纤熔接机耦合在一起并由弹簧管包覆。扫描时由弹簧管带动光纤旋转,从而完成360°的B-scan。探头的最外层由一层塑料外管将弹簧管包覆,具有保护和隔断的作用。使用搭建的三维扫频光学相干层析成像系统,结合内窥成像探头,对46个有根裂(裂缝宽度8-283μm)牙齿切片样本进行了扫描成像。测得系统对于大于30μm的根裂诊断准确率可达为98.3%,对于小于30μm的根裂诊断准确率为36.3%;对25个无根裂样本扫描,诊断准确率为96.0%。我们分析了造成准确率差异原因,通过调节实验装置优化了内窥导管探头与牙齿切片的相对位置和角度,并对部分图像进行了三维重建,使得30μm以上根裂诊断准确率提高到100%,30μm以下根裂诊断准确率提高到57.6%。实验表明,内窥光学相干层析技术在牙齿根裂临床诊断中具有良好的应用前景。